(57)【要約】  追加されたエネルギ機器を含む複数のエネルギ機器におけるエネルギ入出力関係の情報（１００ｉ）を取得する入出力関係取得部（１００１）と、前記情報（１００ｉ）から、追加がされた後の複数のエネルギ機器への制御パラメータの値を計算する運転計画部（１００２）と、計算された値を、追加がされた後の複数のエネルギ機器へ指令する需給制御部（１００３）とを備える需給制御装置（１００）が用いられる。
2011105070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する取得部と、
取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測部と、
建物にエネルギ機器が追加された場合に、前記エネルギ機器が追加された後の各エネルギ機器間のエネルギ入出力関係を特定する情報を取得するシステム構成取得部と、
前記需要予測データと前記エネルギ入出力関係を特定する前記情報とを用いて、制御対象のエネルギ機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算部と、
算出された前記計画値を、追加された前記エネルギ機器を含む制御対象の各エネルギ機器へ送信する計画制御部と、を備える、
需給制御装置。
【請求項２】
前記システム構成取得部は、前記エネルギ入出力関係を入力する画面を外部に表示させ、当該画面上でユーザによって入力された前記情報を取得する
請求項１に記載の需給制御装置。
【請求項３】
前記画面は、各エネルギ機器を示すアイコンを有し、
追加された前記エネルギ機器を示すアイコンは、当該追加されたエネルギ機器以外の他のエネルギ機器とは異なる色、形状、または配線で示されている
請求項２に記載の需給制御装置。
【請求項４】
前記需給制御装置は、さらに、制御対象の各エネルギ機器とネットワークを介して接続されており、
前記制御対象のエネルギ機器の前記ネットワーク上のアドレス情報を保有することにより、各エネルギ機器間の前記エネルギ入出力関係を特定し、
前記システム構成取得部は、追加された前記エネルギ機器の前記アドレス情報を取得することにより、前記エネルギ機器が追加された後の前記入出力関係を特定する、
請求項１に記載の需給制御装置。
【請求項５】
当該需給制御装置は、前記制御パラメータに従って動作する能動的エネルギ機器と、当該能動的エネルギ機器以外の他のエネルギ機器および需要側機器から受動的にエネルギを入出力する受動的エネルギ機器とを有するエネルギ供給システムに設けられ、前記能動的エネルギ機器を制御するための前記制御パラメータを生成し、
前記システム構成取得部は、エネルギ入出力関係の前記情報として、前記能動的エネルギ機器と前記受動的エネルギ機器とのエネルギ入出力関係の情報を取得し、
前記計算部は、システムモデル計算部と、機器モデル計算部とを含み、
前記システムモデル計算部は、前記システム構成取得部により取得した前記エネルギ入出力関係の前記情報から、各エネルギ機器のエネルギ入出力量を計算する順を特定し、特定された、前記エネルギ入出力量を計算する順において先に計算されるエネルギ機器のエネルギ入出力量から、前記受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値を特定し、
前記機器モデル計算部は、前記システムモデル計算部が特定した、前記エネルギ入出力量を計算する順に、前記能動的エネルギ機器への前記制御パラメータの計画値と、前記システムモデル計算部が特定した、前記受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値とから、当該エネルギ供給システムが有している各エネルギ機器のエネルギ入出力量を計算し、
前記計画制御部は、前記能動的エネルギ機器への前記制御パラメータの計画値を生成し、生成した前記制御パラメータの前記計画値に基づいて、前記機器モデル計算部が計算した、各エネルギ機器の前記エネルギ入出力量が、所定のエネルギ入出力量となる場合に、生成した前記制御パラメータの前記計画値を前記能動的エネルギ機器へ指令する
請求項１に記載の需給制御装置。
【請求項６】
前記エネルギ機器の種別に応じて、前記エネルギ入出力量に関する関係式を保持する機器モデル保持部をさらに備え、
前記システム構成取得部は、
前記エネルギ供給システムに、新たな種別のエネルギ機器が追加された場合に、入出力関係の前記情報として、追加されたエネルギ機器の種別と、追加後の各エネルギ機器間のエネルギ入出力関係とを特定する情報を取得し、
前記機器モデル計算部は、
前記システム構成取得部から取得される前記情報が、新たな種別のエネルギ機器が追加されていたことを示す情報である場合に、
前記機器モデル保持部から、追加された前記種別のエネルギ機器のエネルギ入出力量に関する前記関係式を取得する
請求項５に記載の需給制御装置。
【請求項７】
前記エネルギ供給システムは、蓄電部を備えるエネルギ機器を有し、
前記機器モデル計算部は、
注目している時刻における、前記蓄電部を備える前記エネルギ機器の蓄電量と、前記能動的エネルギ機器への前記制御パラメータの計画値と、前記システムモデル計算部が特定した前記受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値とから、前記注目している時刻から一定時刻ステップ後までのそれぞれの時刻における、前記蓄電量を計算する
請求項５または請求項６に記載の需給制御装置。
【請求項８】
前記エネルギ供給システムは、蓄熱部を備えるエネルギ機器を有し、
前記機器モデル計算部は、
注目している時刻における、前記蓄熱部を備える前記エネルギ機器の蓄熱量と、前記能動的エネルギ機器への前記制御パラメータの計画値と、前記システムモデル計算部が特定した、前記受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値とから、前記注目している時刻から一定時刻ステップ後までのそれぞれの時刻における、前記蓄熱量を計算する
請求項５または請求項６に記載の需給制御装置。
【請求項９】
前記需要予測部は、前記エネルギ供給システムが供給する電気および熱のどちらか一方または両方の需要の時系列パターンとして前記需要予測データを生成し、
前記所定のエネルギ入出力量は、前記需要予測部が予測した前記時系列パターンで、当該エネルギ供給システムがエネルギを供給した場合に、エネルギコストが最小になるエネルギ入出力量であり、
前記計画制御部は、前記需要予測部が予測した前記時系列パターンでエネルギを供給した場合に、前記エネルギコストが最小となる前記制御パラメータの計画値を探索する
請求項６から８の何れか１項に記載の需給制御装置。
【請求項１０】
前記能動的エネルギ機器は、ヒートポンプ、燃料電池、および蓄電池システムのうちの何れか１つもしくは複数であり、
前記受動的エネルギ機器は、貯湯槽である、
請求項６から９の何れか１項に記載の需給制御装置。
【請求項１１】
前記計画制御部は、
前記需要予測部により取得された前記需要予測データを用いて、
蓄電部により蓄電された電力の蓄電量と、蓄熱部により蓄熱された熱の蓄熱量とに対応する、当該蓄電量および当該蓄熱量と、前記計画値とから、前記機器モデル計算部により計算される、前記各エネルギ機器のエネルギ入出力量が、前記所定のエネルギ入出力量である前記計画値を計算する需給計画部と、
前記蓄電量と前記蓄熱量との組をインデックスとして、当該蓄電量および当該蓄熱量に対応する、前記需給計画部により計算された前記計画値を記憶する制御テーブルとを備え、
前記能動的エネルギ機器は、前記蓄電量と前記蓄熱量とのそれぞれを蓄積もしくは供給するエネルギ機器のうちの少なくとも一部である
請求項６に記載の需給制御装置。
【請求項１２】
当該エネルギ供給システムが設けられた建物には、前記エネルギ機器が設けられ、
前記エネルギ機器は、複数の制御パラメータの中から特定された制御パラメータにより制御され、
設けられた前記エネルギ機器は複数であり、
それぞれの前記エネルギ機器は、他の前記エネルギ機器での値から特定される前記制御パラメータにより制御され、
前記システム構成取得部は、複数の前記エネルギ機器に追加のエネルギ機器が追加される際に、当該エネルギ機器のアドレスを含むシステム構成情報を入力し、
当該アドレスは、そのアドレスにより、前記追加のエネルギ機器の値が取得されるアドレスであり、
前記システムモデル計算部は、入力された前記システム構成情報の前記アドレスにより、前記追加のエネルギ機器の値を取得し、
前記計画制御部は、前記システム構成情報が入力された場合には、取得された、前記追加のエネルギ機器の値から特定される制御パラメータにより、前記追加のエネルギ機器以外の他の前記エネルギ機器の制御を行う
請求項６に記載の需給制御装置。
【請求項１３】
前記追加のエネルギ機器は、前記受動的エネルギ機器であり、
前記システム構成取得部は、当該受動的エネルギ機器に接続された前記能動的エネルギ機器を特定する前記システム構成情報を入力し、
前記システムモデル計算部は、特定される前記能動的エネルギ機器の状態を示す値と、特定される前記アドレスにより取得される、前記追加のエネルギ機器の前記値とからの計算結果から、制御対象の前記エネルギ機器の前記制御パラメータを特定し、
前記機器モデル計算部は、２つの前記値からの計算を行う
請求項１２に記載の需給制御装置。
【請求項１４】
特定される、制御対象の前記エネルギ機器の前記制御パラメータは、前記追加のエネルギ機器が追加された後には、当該追加のエネルギ機器の前記値が変化すると、変化する
請求項１３に記載の需給制御装置。
【請求項１５】
当該需給制御装置は、前記受動的エネルギ機器の追加に際して、当該エネルギ供給システムのユーザの、ウェブブラウザがインストールされたコンピュータに接続され、
前記システム構成取得部は、前記システム構成情報が入力された場合に、入力された前記システム構成情報により前記アドレスが特定される前記受動的エネルギ機器を示す表示物、および、当該受動的エネルギ機器と、前記システム構成情報により特定される前記能動的エネルギ機器との間の接続を示す表示物を、それぞれ、前記ウェブブラウザの表示領域に表示させる
請求項１４に記載の需給制御装置。
【請求項１６】
前記計画制御部は、第１の前記エネルギ機器に制御を行い、
前記システム構成取得部は、制御がされる第１の前記エネルギ機器以外の他の機器から第２の情報を取得し、
当該需給制御装置が設けられた建物は、第２の前記エネルギ機器が追加される前にのみ、第１の前記エネルギ機器のみが設けられ、追加された後には、第１の前記エネルギ機器と共に、第２の前記エネルギ機器も設けられ、
第１の前記エネルギ機器への適切な制御は、追加がされる前にのみ第１の制御であり、追加がされた後には第２の制御であり、
前記他の機器から取得される第２の前記情報は、当該他の機器が、追加がされた第２の前記エネルギ機器でなくて、追加がされる前か、第２の前記エネルギ機器であり、追加がされた後かを示し、
前記計画制御部は、取得された第２の前記情報により、追加がされる前と示される場合にのみ、前記第１の制御を行い、追加がされた後と示される場合には、前記第２の制御を行い、
前記第１の制御は、エネルギ入出力関係の第１の前記情報から計算された前記計画値での制御でなく、
前記第２の制御は、第１の前記情報からの前記計画値での制御である
請求項１に記載の需給制御装置。
【請求項１７】
電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する取得ステップと、
取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測ステップと、
建物にエネルギ機器が追加された場合に、前記エネルギ機器が追加された後の各エネルギ機器間のエネルギ入出力関係を特定する情報を取得するシステム構成取得ステップと、
前記需要予測データと前記エネルギ入出力関係を特定する前記情報とを用いて、制御対象のエネルギ機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算ステップと、
算出された前記計画値を、追加された前記エネルギ機器を含む制御対象の各エネルギ機器へ送信する計画制御ステップと、を含む、
需給制御方法。
【請求項１８】
電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する取得ステップと、
取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測ステップと、
建物にエネルギ機器が追加された場合に、前記エネルギ機器が追加された後の各エネルギ機器間のエネルギ入出力関係を特定する情報を取得するシステム構成取得ステップと、
前記需要予測データと前記エネルギ入出力関係を特定する前記情報とを用いて、制御対象のエネルギ機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算ステップと、
算出された前記計画値を、追加された前記エネルギ機器を含む制御対象の各エネルギ機器へ送信する計画制御ステップと、をコンピュータに実行させるための、非一時的な、前記コンピュータで読み取り可能である記録媒体に記録された、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に電気および熱などのエネルギを供給するシステムの制御に関し、特に、当該システムに用いられる発電機及び熱源機などのエネルギ機器の運転計画を算出する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、再生可能エネルギを利用して動作するエネルギ機器を建物に導入するシステムが検討されている。このシステムでは、これらのエネルギ機器を効率的に運転することで、建物のエネルギ消費により排出されるＣＯ2を削減するという試みがなされている。【０００３】
このようなシステムの１つとして、発電機を建物などに設置し、電気と、発電機の発電時に発生する熱との両方を供給するコージェネレーション（熱電併給）システムが注目されている。欧州などの広い地域で、発電と同時に発生する余熱は、太陽から照射される光エネルギと同様に再生可能エネルギとして定義されている。【０００４】
住宅などを対象としたコージェネレーションシステムとしては、燃料電池を用いたものが実用化段階にある。実用化されているコージェネレーションシステムの多くでは、燃料電池などの発電手段に加えて、発電と同時に発生した余熱を、温水に変える熱交換器と、その温水を蓄える設備である貯湯槽とが、組み合わせて使用されている。【０００５】
これは、建物における電気および熱の需要には、時間的なミスマッチが、一般に存在するためである。時間的なミスマッチが存在する場合には、発電時に発生する電気および熱の少なくともどちらか一方を一旦蓄積し、需要に合わせて供給する必要がある。このような目的においては、温水による蓄熱が、比較的安価な設備で実現できる。【０００６】
また、コージェネレーションシステムによる電気および熱の供給と、電気需要および熱需要との間には、時間的なミスマッチだけでなく、量的なミスマッチも存在する。建物の熱需要と電気需要との比（熱電比）は、夏季と冬季では大きく異なる。一方で、燃料電池が供給する供給量の熱電比は、季節によらずほぼ一定である。【０００７】
このため、燃料電池などの発電および余熱の両方を供給する装置に、電気を利用した熱源機を組み合わせることが考えられる。熱の生成に電気を利用する熱源機としては、例えば、ヒートポンプ技術の普及が望まれている。ヒートポンプは、低温の熱源として、大気熱または地熱を使用する。これら大気熱または地熱は、再生可能エネルギとして定義されている。【０００８】
ここで、コージェネレーションシステムおよびヒートポンプなどの複数の熱源機の運転計画を行う方法として、特許文献１の方法が開示されている。【０００９】
特許文献１では、蓄熱槽を有するエネルギ供給設備の運転計画システムが開示されている。特許文献１の技術では、非特許文献１の技術と同様に、運転する機器のパターンに対するシステム全体の振る舞いと、その時に発生するコストの数式と、運転時の熱需要の予測とに基づき、動的計画法を用いて熱源機の運転計画が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３７６３７６７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Bakirtzis, A.G.; Dokopoulos, P.S., "Short term generation scheduling in a small autonomous system with unconventional energy sources," Power Systems, IEEE Transactions on , vol.3, no.3, pp.1230-1236, Aug 1988
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような、数理計画法を用いて運転計画を算出する場合、システムの振る舞いを規定するモデルが正しければ、予測した需要パターンに対して、エネルギコストが最小となるように機器を運転できる。【００１３】
しかしながら、上記の数理計画法を用いた手法では、システムの振る舞いと、発生するコストとのモデル化を、机上で行う必要がある。さらに、新たな機器をシステムに追加する場合には、機器が追加された後のシステムについて再度モデル化をやり直す必要があり、専門的な知識を有する管理者が必要であった。【００１４】
このため、建物のエネルギコストを最小化することを専門とする管理者がいないシステムでは、予めモデル化されている機器の組み合わせを使用する制御方法、およびルールベースの制御方法のいずれかを用いるしかなかった。その結果、新たな機器がシステムに追加された場合には、システムのエネルギコストを最適に制御できないという問題があった。【００１５】
本発明は、このような事情を顧みてなされたものであり、その目的は、電気および熱などの複数のエネルギを供給するシステムにおいて、新たな機器が追加された場合においても、追加された後の機器間の接続関係を入力するだけでシステムの運転コストを低減できる需給制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の需給制御装置は、電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する取得部と、取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測部と、建物にエネルギ機器が追加された場合に、前記エネルギ機器が追加された後の各エネルギ機器間のエネルギ入出力関係を特定する情報を取得するシステム構成取得部と、前記需要予測データと前記エネルギ入出力関係を特定する前記情報とを用いて、制御対象のエネルギ機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算部と、算出された前記計画値を、追加された前記エネルギ機器を含む制御対象の各エネルギ機器へ送信する計画制御部と、を備える。【００１７】
つまり、電力および熱量の各に関する需要予測データとは、例えば、それらの電力および熱量をそれぞれ特定するデータなどをいう。【００１８】
また、例えば、上記の情報は、エネルギ入出力関係として、それら２つのエネルギ機器の間に、給湯パイプがあるなどして、それら２つの間をエネルギ（熱など）が流れる２つのエネルギ機器を特定する情報などである。【００１９】
つまり、例えば、追加がされる前には、上記の情報が取得されず、この情報から計算がされた第２の計画値ではない第１の計画値での指令がされる。【００２０】
そして、追加がされた後には、上記の情報が取得されて、この情報からの第２の計画値が指令される。【００２１】
そして、エネルギ機器とは、例えば、ヒートポンプ、燃料電池、貯湯槽などの、住宅などの建物に設けられる、エネルギを扱う機器である。【００２２】
そして、計画値とは、例えば、その値が計算されることにより、その計算よりも後に行われる、計算された値での処理の内容が特定されて、計画が立てられる値をいう。【００２３】
なお、例えば、当該需給制御装置は、制御パラメータに従って動作する能動的エネルギ機器と、当該受動的エネルギ機器以外の他のエネルギ機器および需要側機器から受動的にエネルギを入出力する受動的エネルギ機器とを有するエネルギ供給システムに設けられ、前記能動的エネルギ機器の制御での前記制御パラメータを生成し、前記システム構成取得部は、エネルギ入出力関係の前記情報として、前記能動的エネルギ機器と前記受動的エネルギ機器とのエネルギ入出力関係の情報取得し、前記計算部は、システムモデル計算部と、機器モデル計算部とを含み、前記システムモデル計算部は、前記システム構成取得部により取得した、前記エネルギ入出力関係の前記情報とから、各エネルギ機器のエネルギ入出力量を計算する順を特定し、特定された、前記エネルギ入出力量を計算する順において先に計算されるエネルギ機器のエネルギ入出力量から、前記受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値を特定し、前記機器モデル計算部は、前記システムモデル計算部が特定した、前記エネルギ入出力量を計算する順に、前記能動的エネルギ機器への前記制御パラメータの計画値と、前記システムモデル計算部が特定した、前記受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値とから、当該エネルギ供給システムが有している各エネルギ機器のエネルギ入出力量を計算し、前記計画制御部は、前記能動的エネルギ機器への前記制御パラメータの計画値を生成し、生成した前記制御パラメータの前記計画値に基づいて、前記機器モデル計算部が計算した、各エネルギ機器の前記エネルギ入出力量が、所定のエネルギ入出力量となる場合に、生成した、前記制御パラメータの前記計画値を、前記能動的エネルギ機器へ指令してもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、エネルギ機器が新たに当該システムに追加された場合に、追加される前の過去の入出力関係ではなく、追加された後の現在の入出力関係に応じた制御パラメータを算出するので、制御対象となるエネルギ機器の運転コストを低減することができる。また、専門知識を有する管理者が机上でモデルを再計算する手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施の形態におけるエネルギ需給システムの構成図である。
【図２】図２は、実施の形態における需給制御装置の構成図である。
【図３】図３は、実施の形態における、システム構成入力中の表示内容を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態における、入力したシステム構成の内容を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態における、システムモデル計算部が、入力したシステム構成を利用して計算をする手順を説明する図である。
【図６】図６は、実施の形態における、システムモデル計算部が、入力したシステム構成を利用して計算をする手順を説明する図である。
【図７】図７は、エネルギ需給システム等を示す図である。
【図８】図８は、計画制御部の具体例を示す図である。
【図９】図９は、計画制御部の具体例を示す図である。
【図１０】図１０は、計画制御部の具体例を示す図である。
【図１１】図１１は、需給制御装置を示す図である。
【図１２】図１２は、需給制御装置を示す図である。
【図１３】図１３は、需給制御装置のフローチャートである。
【図１４】図１４は、制御パラメータのテーブルを示す図である。
【図１５】図１５は、需給制御装置の動作のフローチャートである。
【図１６】図１６は、需給制御装置の動作のフローチャートである。
【図１７】図１７は、需給制御装置の動作のフローチャートである。
【図１８】図１８は、需給制御装置の構成等を示す図である。
【図１９】図１９は、エネルギ需給システムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
なお、後述される他の形態における、図１５で説明する動作でも、制御対象となるエネルギ機器の運転コストを低減することができ、また、専門知識を有する管理者が机上でモデルを再計算する手間を省くことができる。例えば、初めに、この図１５の説明が参照されてもよい。
【００２８】
図１は、本実施の形態におけるエネルギ供給システム１のシステム構成の１例を示す。
【００２９】
本エネルギ供給システム１は、例えば、住宅などの建物に設置される。建物には、電力で動作する機器（電力負荷）、給湯器などの温水を使用する機器（給湯負荷）、および温水の熱により暖房を行う機器（暖房負荷）などの需要側機器（図７の需要側機器１１ｃ参照）が含まれる。これら電力負荷、給湯負荷、および暖房負荷のそれぞれに、電力および温水などのエネルギが供給される。
【００３０】
図１のエネルギ供給システム１は、太陽光発電システム１０１、蓄電システム１０２、燃料電池１０３、ヒートポンプ１０４、および、貯湯槽１０５を備える。
【００３１】
また、本エネルギ供給システム１は、分電盤１２０、電力メータ１２１、ガスメータ１２２、および、水道メータ１２３を備える。
【００３２】
さらに、本エネルギ供給システム１は、これらの機器の動作制御するための需給制御装置１００を備える。
【００３３】
太陽光発電システム１０１は、太陽光のエネルギを電気エネルギに変換することで発電するシステムである。発電した電力は、分電盤１２０へ供給される。なお、太陽光発電システム１０１の発電量は、太陽から照射される光エネルギの量で決まり、需給制御装置１００からは制御できない。
【００３４】
なお、太陽光発電システム１０１は、例えば、一般的な太陽光発電システムを流用したものであってもよい。
【００３５】
なお、図１には示していないが、例えば、一般的な太陽光発電システムが流用された太陽光発電システム１０１では、少なくとも、建物の屋根に設置される太陽電池パネルと、太陽電池の直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナとにより構成される。
【００３６】
蓄電システム１０２は、例えば、太陽光発電システム１０１で生成された電力が建物の需要を上回る場合などに充電する。一方、太陽光発電システム１０１で生成された電力が建物の需要より不足している時に蓄電システム１０２は放電する。
【００３７】
なお、蓄電システム１０２は、分電盤１２０に接続されている。蓄電システム１０２は、太陽光発電システム１０１で生成された電力を充電可能であるだけでなく、燃料電池１０３で発電した電力、または電力会社から供給される電力も充電可能である。
【００３８】
なお、蓄電システム１０２も、一般的な蓄電システムを流用したものであってもよい。
【００３９】
なお、一般に、蓄電システム（蓄電システム１０２）の接続先およびその形態には、太陽光発電システム（太陽光発電システム１０１）のパワーコンディショナ（先述）に直流で接続する方法と、分電盤（分電盤１２０）に交流で接続する方法とが考えられる。パワーコンディショナおよび分電盤（分電盤１２０）のどちらに接続する場合でも、蓄電システム１０２の電気を蓄える手段には、鉛蓄電池およびリチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。
【００４０】
なお、二次電池は、直流で充放電する必要がある。このため、分電盤（分電盤１２０）に接続する場合には、双方向インバータなどの、直流および交流を変換する手段が加えて必要である。
【００４１】
燃料電池１０３は、ガス会社から供給される都市ガスを燃料として、電力および温水を供給する。
【００４２】
そして、燃料電池１０３が発電した電力は、太陽光発電システム１０１による電力と同様に、分電盤１２０へ供給される。
【００４３】
また、貯湯槽１０５からは、低温の水が燃料電池１０３の熱交換器に供給されている。燃料電池１０３は、発電を行うのと同時に、その発電で発生する熱を熱交換器で回収する。そして、貯湯槽１０５は、回収した熱によって生成した温水を貯湯槽１０５に送り返す。
【００４４】
なお、燃料電池１０３においては、用いられる電解質材料などにより運転温度が異なるため、貯湯槽１０５に送り返す温水の水温も燃料電池１０３の方式により異なる。
【００４５】
なお、一般住宅への普及が見込まれている固体高分子形の燃料電池の動作温度は８０〜１００℃である。また、この固体高分子形の燃料電池で生成される温水は約６５℃が一般的である。また、常温状態からの発電開始に際しては、加熱のためのエネルギ投入と起動時間とが必要である。
【００４６】
ヒートポンプ１０４は、冷媒の膨脹時の吸熱現象で低温の熱源である大気から熱を吸収する。また、ヒートポンプ１０４は、冷媒の圧縮時の発熱現象で温水を生成する。ヒートポンプ１０４の効率は、ヒータ等で直接熱を生成する場合に比べて、比較的高い。
【００４７】
ヒートポンプ１０４は、冷媒の圧縮に電気を使用するため分電盤１２０に接続されている。そして、貯湯槽１０５からは、低温の水がヒートポンプ１０４の圧縮側の熱交換器に供給され、圧縮時の発熱を回収して生成した温水を貯湯槽１０５に送り返す。
【００４８】
貯湯槽１０５は、燃料電池１０３およびヒートポンプ１０４で生成した温水を蓄える。そして、貯湯槽１０５は、住宅の給湯負荷および暖房負荷が必要とするときに、蓄えた温水を、温水を必要とする負荷に供給する。
【００４９】
貯湯槽１０５は、燃料電池１０３およびヒートポンプ１０４から供給された熱量を測定する一次側熱量計１３１と、給湯負荷および暖房負荷へ供給した熱量を測定する二次側熱量計１３２とを備える。
【００５０】
なお、貯湯槽１０５においては、温水を蓄える蓄熱タンクからの放熱ロスのため、一次側熱量計１３１および二次側熱量計１３２の２つの計測熱量の間の差分が蓄熱量とはならない。
【００５１】
そこで、図示していないが、温水を蓄える蓄熱タンクの１箇所もしくは複数箇所に温度センサが取り付けられ、それらの温度センサの情報から、実際の蓄熱量が推定される。
【００５２】
なお、蓄熱タンクには、水の温度による比重の差を用いて低温の水と高温の水とを成層して蓄える温度成層型が、住宅用の貯湯槽では多く用いられる。
【００５３】
この場合、燃料電池１０３、および、ヒートポンプ１０４には、タンク下部の低温の水が供給され（一次側送水）、戻された温水（一次側温水もしくは一次側復水）が、タンク上部に格納される。
【００５４】
一次側熱量計１３１が計測する熱量は、一次側送水の熱量を０とした一次側復水の熱量である。そのため、一次側熱量計１３１は、一般に、一次側送水の水温を測る水温計、一次側復水の水温を測る水温計、これらの流量を測る流量計、および、測定値から熱量を計算する演算手段など、複数の手段から構成される。給湯負荷（図７の需要側機器１１ｃ参照）には、タンク上部の温水が供給（二次側温水もしくは二次側送水）され、同量の水道水（市水）がタンク下部に補給される。
【００５５】
暖房負荷（需要側機器１１ｃ参照）は温水の熱のみを必要とするため、その熱交換器に、タンク上部の温水が供給（二次側温水もしくは二次側送水）され、その熱交換器で放熱して低温になった水（二次側復水）がタンク下部に戻される。
【００５６】
二次側熱量計１３２が計測する熱量は、市水もしくは二次側復水の熱量を０とした、二次側送水の熱量である。
【００５７】
分電盤１２０は、電気を安全に使用するために必要なブレーカなどを有する。電力負荷（図７の需要側機器１１ｃ参照）には、この分電盤１２０から電力が供給される。
【００５８】
また分電盤１２０には電力センサ１３３が取り付けられている。電力センサ１３３は、電力負荷の消費電力と、太陽光発電システム１０１の発電量とを各々測定する。
【００５９】
なお、需給制御装置１００は、後述するように、電力負荷の消費電力から太陽光発電システム１０１の発電量を差し引いた値を、電力需要として予測し、予測結果を需給計画に用いる。従って、電力負荷による消費電力と、太陽光発電システム１０１の発電量との差分のみを測定してもよい。
【００６０】
電力メータ１２１、ガスメータ１２２、および、水道メータ１２３は、電力会社、ガス会社、および、水道局から購入する電力、都市ガス、および、水道水の量をそれぞれ計測する。
【００６１】
計測された値に、単価もしくはＣＯ２排出係数などをかけて積算したものが、建物の運転コスト（経済コスト、環境コスト）となり、この運転コストの低減が、需給制御装置１００の主要な目的となる。
【００６２】
需給制御装置１００は、分電盤１２０の電力センサ１３３、および、貯湯槽１０５の二次側熱量計１３２から取得した過去の需要データを用いて、現在時刻以降の、電力と温水との２つのエネルギのそれぞれに対する需要を予測する（需要予測部２０１（図２等）参照）。なお、電力に関しては、需要が、太陽光発電システム１０１による発電量を差し引いて予測される。
【００６３】
また、需給制御装置１００は、電力メータ１２１から、電力価格が動的に変動する場合などにその電力価格などを取得する。また、需給制御装置１００は、蓄電システム１０２、および、貯湯槽１０５から、電気と温水とのそれぞれによるエネルギ蓄積量を取得し、燃料電池１０３から、燃料電池１０３の起動状態を取得する。
【００６４】
そして、需給制御装置１００は、これらの取得した情報を用いて、蓄電システム１０２、燃料電池１０３、および、ヒートポンプ１０４に、その発電量、消費電力、または機器の動作内容（起動／停止）などの制御パラメータを、それぞれ定期的に指令する。
【００６５】
なお、本実施の形態では、図１のエネルギ供給システム１において、蓄電システム１０２、燃料電池１０３、および、ヒートポンプ１０４などを能動的エネルギ機器（図７の能動的エネルギ機器１１ａ参照）と呼ぶこととする。つまり、能動的エネルギ機器とは、例えば、これら蓄電システム１０２等のように、需給制御装置１００から、制御パラメータにより、エネルギの入出力量を能動的に制御されるエネルギ機器である。
【００６６】
一方で、蓄熱槽（貯湯槽）１０５のように、需給制御装置１００からの指令ではなく、他のエネルギ機器または需要側機器などから、受動的にエネルギを入出力する機器を受動的エネルギ機器（図７の受動的エネルギ機器１１ｂ参照）と呼ぶこととする。
【００６７】
また、図７に示されるように、例えば、建物内に含まれる食洗機等、エネルギ供給システム１が有しているエネルギ機器１１Ｘではない他の機器を需要側機器１１cと呼ぶこととする。
【００６８】
図２は、需給制御装置１００の構成を示す図である。
【００６９】
需給制御装置１００は、需給計画部２００、需要予測部２０１、システムモデル計算部２０２、制御テーブル２０３、需給制御部２０４、システム構成入力部２１０、および、システム構成記憶部２１１を備える。
【００７０】
なお、需給制御装置１００の全部または一部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを備えるコンピュータである。そして、需給計画部２００等のそれぞれは、このコンピュータによりプログラムが実行されることによって、需給制御装置１００に実現される機能の機能ブロックであると理解されてもよい。
【００７１】
需給計画部２００は、現在時刻ｔ0から、運転計画を作成する時刻Ｔ（ｔ0＜Ｔ）までの間のそれぞれの注目時刻ｔ（ｔ0≦ｔ≦Ｔ）について、注目時刻ｔの値と、状態ベクトルｓtの値と、制御ベクトルｕtの値とを、システムモデル計算部２０２に渡す。ここで、状態ベクトルｓtは、時刻ｔにおいて、システム（エネルギ供給システム１）の各機器がとり得る状態の組み合わせである。そして、制御ベクトルｕtは、時刻ｔにおける、各機器への制御パラメータの組み合わせである。
【００７２】
そして、需給計画部２００は、システムモデル計算部２０２から、状態ベクトルｓt+1の値と、コストの値ＰＣ（ｓt，ｕt，ｔ）とをそれぞれ取得する。
【００７３】
ここで、状態ベクトルｓt+1は、時刻ｔにおいてシステムの状態が状態ベクトルｓtの値で表される時に、制御ベクトルｕtで表されるパラメータを各機器に与えた場合のベクトルである。つまり、状態ベクトルｓt+1は、上述の場合において、時間ステップｔの次の時間ステップ（ｔ＋１）において各機器がとり得る状態の組み合わせを表す。
【００７４】
一方、コストの値とは、時刻ｔの時間ステップに発生したコストの値である。
【００７５】
システムモデル計算部２０２は、需給計画部２００から、注目時刻ｔの値と、状態ベクトルｓtの値と、制御ベクトルｕtの値とを受信する。ここで、状態ベクトルｓtは、離散時刻ｔの時刻ステップ開始時点における、機器ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の状態の値ｓn,tを要素とするベクトル値である。
【００７６】
【数１】
2011105070.tif 000003
【００７７】
なお、機器ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の状態ｓn,tの値は、例えば、その機器ｎが、エネルギを蓄積する機器（蓄電システム１０２、貯湯槽１０５など）の場合には、その機器ｎによる蓄電・蓄熱量とする。また、起動を停止するために時間を要する機器もしくは大きなエネルギを要する機器（燃料電池１０３など）については、状態ｓn,tの値は、その機器の起動状態（停止時＝０、起動時＝１など）としてよい。
【００７８】
一方、機器ｎが、エネルギを蓄積する機器ではなく、また、起動を停止するときに、（閾値よりも）長い時間を必要としない機器および（閾値よりも）大きなエネルギを使用しない機器（ヒートポンプ１０４の場合）の場合においては、状態ｓn,tの値は、固定値（＝０など）のままとしてよい。
【００７９】
また、制御ベクトルｕtは、時刻ｔの時間ステップの期間の、機器ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）への制御パラメータの値ｕn,tを要素とするベクトル値である。
【００８０】
【数２】
2011105070.tif 000004
【００８１】
なお、機器ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の制御パラメータｕn,tの値は、機器ｎが起動、停止、および運転中の場合には、負荷率（定格の何％の運転か）などの値である。なお、機器ｎが、受動的エネルギ機器（図７の受動的エネルギ機器１１ｂ参照）の場合には、制御パラメータのｕn,tの値は、固定値（＝０など）のままとしてよい。
【００８２】
システムモデル計算部２０２は、需給計画部２００からこれらの値を受け取った後、システム構成記憶部２１１が保持しているシステム構成（システム構成情報）を参照し、必要とする予測値の種類（蓄電、充電、および蓄熱等）を特定する。そして、システムモデル計算部２０２は、時刻ｔにおけるこれら特定した種類に対応する予測値を、需要予測部２０１から取得する。
【００８３】
需要予測部２０１は、電力センサ１３３および二次側熱量計１３２などから取得した、過去の需要データの統計的な性質を用いて、注目時刻ｔにおけるこれら需要を予測する。
【００８４】
システムモデル計算部２０２は、機器モデル計算部２１２に必要な情報を渡す。渡される情報は、システム構成記憶部２１１が保持しているシステム構成に含まれている、機器ｎ（ｎ＝１、２…）の種類（型式など）および、注目時刻ｔの値を含む。また、渡される情報は、状態ベクトルｓtに含まれている機器ｎの状態ｓn,tの値と、制御ベクトルｕtに含まれている機器ｎへの制御パラメータｕn,tの値と、システムモデル計算部２０２が計算した値のうち、当該機器ｎの計算に必要な値とを含む。
【００８５】
そして、システムモデル計算部２０２は、機器モデル計算部２１２から、次の時刻ステップ（ｔ＋１）の機器ｎの状態ｓt+1の値と、時刻ｔの時間ステップ内に機器ｎにより生成もしくは消費されるエネルギ量または発生するコストの値とをそれぞれ取得する。
【００８６】
システムモデル計算部２０２は、機器モデル計算部２１２が計算した値を集計して、時刻（ｔ＋１）における状態ベクトルｓt+1の値と、時刻ｔの時間ステップ内においてシステム全体で発生するコストとを計算し、計算結果を需給計画部２００に返す。なお、システム全体で発生するコストは次の記号ＰＣ（数３）で表される、
【００８７】
【数３】
2011105070.tif 000005
【００８８】
なお、システムモデル計算部２０２による集計方法の詳細については後述する。
【００８９】
ここで、以降の説明の表記を簡単にするため、次の関係を、以下の数式（数４）で表記する。この数式（数４）は、システムモデル計算部２０２に入力される注目時刻ｔの値と、状態ベクトルｓtの値と、制御ベクトルｕtの値と、それに対してシステムモデル計算部２０２によって算出される時刻（ｔ＋１）における状態ベクトルｓt+1の値との関係である。
【００９０】
【数４】
2011105070.tif 000006
【００９１】
需給計画部２００は、システムモデル計算部２０２から返された値を利用して、次の式（数５）で計算される配列Ｕ（ｔ，ｓt）（ｔ0≦ｔ≦Ｔ）の値を、制御テーブル２０３に設定する。
【００９２】
【数５】
2011105070.tif 000007
【００９３】
なお、数５の計算には、例えば、動的計画法などの数理計画法、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）、または、焼きなまし法（ＳＡ：シミュレーティッド・アニーリング）などの、典型的な発見的解法（メタヒューリスティック解法）を利用するのが好適である。
【００９４】
需給制御部２０４は、現在時刻ｔ0における、各機器ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）の状態ｓto,nの値をそれぞれの機器から取得する。需給制御部２０４は、現在時刻ｔ0の値と、それぞれの機器から取得した機器ｎの状態ｓn,t0の値を用いて、制御テーブル２０３を参照し、機器ｎに設定すべき制御パラメータｕn,t0を取得する。
【００９５】
【数６】
2011105070.tif 000008
【００９６】
そして、需給制御部２０４は、取得した制御パラメータｕn,t0が、各機器に現在設定されている値と異なる場合には、新たな制御パラメータとして、取得された制御パラメータｕn,t0を各機器に設定する。
【００９７】
例えば、制御テーブル２０３は、それぞれの時刻、それぞれの機器、および、機器の状態ベクトルｓn,t0のそれぞれの内容に対応付けて、制御ベクトルｕtを記憶してもよい。つまり、それぞれの時刻において、機器の状態ｓn,t0が、それぞれの内容であるときに、それぞれの機器への制御が行われる際における、適切な制御ベクトルｕtを、その時刻、機器、および内容に対応付けて記憶してもよい。そして、記憶される制御ベクトルｕtは、その制御ベクトルｕtに対応付けられた時刻において、対応付けられた機器への制御で、状態ベクトルｓの内容が、対応付けられた内容のときに用いられてもよい。
【００９８】
さて、システムモデル計算部２０２の集計方法の詳細を説明する前に、システム構成記憶部２１１に記憶されているシステム構成情報２１０Ｉと、システム構成入力部２１０による、システム構成情報２１０Ｉの入力方法とについて説明する。
【００９９】
図３は、実施の形態におけるシステム構成入力中の表示内容（画面２１０ｂｙ）を示す図である。図３において、エネルギ供給システム１に追加される機器がアイコン１０３ａのハッチングで示されている。即ち、図３は、エネルギ供給システム１に燃料電池１０３が追加される場合を示している。
【０１００】
システム構成入力部２１０は、ディスプレイなどの表示部（表示手段）２１０ｂと、キーボードなどの入力部２１０ａ（入力手段）とを有する。
【０１０１】
そして、ユーザが、機器を設置もしくは追加した際には、ユーザが入力部２１０ａを操作して、需給制御装置１００に制御させる機器を表示部２１０ｂに表示させる。図３では、燃料電池１０３（のアイコン１０３ａ）が新たに表示される。
【０１０２】
システム構成入力部２１０の表示部２１０ｂ（表示部２１０ｂの表示領域２１０ｂｘ）には、図３に示すように、需給制御装置１００を表すアイコン１００ａと、蓄電システム１０２を表すアイコン１０２ａと、燃料電池１０３を表すアイコン１０３ａと、ヒートポンプ１０４を表すアイコン１０４ａと、貯湯槽１０５を表すアイコン１０５ａと、電力メータ１２１を表すアイコン１２１ａと、ガスメータ１２２を表すアイコン１２２ａと、二次側熱量計を表すアイコン１３２ａと、電力センサ１３３を表すアイコン１３３ａとが表示されている。
【０１０３】
つまり、アイコン１００ａ、および、アイコン１３３ａなどの、当該システムに設定されているそれぞれの機器のアイコン２１０ｃが表示されている。なお、太陽光発電システム１０１が発電する発電量は、電力センサ１３３が計測しているので、システム構成入力部２１０の表示部２１０ｂには表示されていない。
【０１０４】
なお、表示領域２１０ｂｘは、パソコンなどのコンピュータに用いられるディスプレイの表示領域等であってもよい。
【０１０５】
具体的には、需給制御装置１００の表示部２１０ｂが当該コンピュータに表示領域２１０ｂｘを表示させる等の指示を行うことにより、当該コンピュータがアイコン１００ａ等を表示させてもよい。
【０１０６】
また、例えば、需給制御装置１００のウェブサービスの機能により、当該コンピュータのウェブブラウザで表示領域２１０ｂｘを表示させてもよい。
【０１０７】
それぞれのアイコン２１０ｃ上には、そのアイコン２１０ｃの機器における、その機器以外の他の機器とのインタフェースを示すマーク（電気、ガス、温水など）がオーバレイ表示されている。各アイコン２１０ｃの上部側のマーク（「制御」、「ガス」など）は、その機器の制御入力を示している。一方、各アイコンの下部側のマーク（「電器」、「ガス」、「温水」など）は、その機器の制御出力を示している。
【０１０８】
なお、これらのマークは、必ずしも図３の通りに表示される必要はない。また、ユーザが、制御入力と制御出力とを区別する必要はなく、これらのマークは必ずしも必要ではない。
【０１０９】
図４は、本実施の形態において、エネルギ供給システム１に燃料電池１０３が追加された場合の各機器の接続関係の１例を示す図である。
【０１１０】
図３の表示部２１０ｂに、各機器のアイコン２１０ｃを表示させた後、ユーザは、入力部２１０ａを操作することにより、各機器のアイコン２１０ｃ上のインタフェースを示すマーク（上述）間を接続する。
【０１１１】
図４に示されるように、表示部２１０ｂ上での接続を完了した後（接続の表示２１０ｄを参照）、ユーザが入力部２１０ａを操作することにより、表示部２１０ｂに表示されているシステム構成に関するシステム構成情報２１０Ｉがシステム構成記憶部２１１（図２）に保存される。
【０１１２】
次に、システムモデル計算部２０２の集計方法の詳細を、図５を用いて説明する。
【０１１３】
図５は、実施の形態における、システムモデル計算部２０２が、入力されたシステム構成を利用して計算をする手順を説明する図である。
【０１１４】
システムモデル計算部２０２は、需給計画部２００から、注目時刻ｔと、状態ベクトルｓtと、制御ベクトルｕtとの値を受信する。システムモデル計算部２０２は、図４で示されるシステム構成を、システム構成記憶部２１１から取得する。
【０１１５】
ここで、取得したシステム構成には、電力需要を測定している電力センサ１３３（図４における、電力センサ１３３のアイコン１３３ａ参照）と、熱需要を測定している二次側熱量計１３２（アイコン１３２ａ参照）とが含まれている。
【０１１６】
このため、システムモデル計算部２０２は、時刻ｔにおける、これら電力センサ１３３等についての需要、すなわち、電力および熱のそれぞれの需要の予測値であるＰ0,t（太陽光発電量が需要を上回っている場合にはＰ0,t＜０、下回っている場合には、Ｐ0,t＞０とする）と、Ｈ0,tとの値を、需要予測部２０１から取得する（図５）。
【０１１７】
図６は、実施の形態における、システムモデル計算部２０２が、入力したシステム構成を利用して計算をする手順を説明する図である。
【０１１８】
図６の場合、蓄電システム１０２（簡単のため、機器ｎ＝１とする）は、制御パラメータｕ1,tのみを制御入力としている。そのため、システムモデル計算部２０２は、蓄電システム１０２の型番と、蓄電システム１０２の状態ｓ1,tの値と、制御パラメータｕ1,tの値とを、機器モデル計算部２１２に渡す。
【０１１９】
そして、機器モデル計算部２１２から、時刻（ｔ＋１）における蓄電システム１０２の状態ｓ1,t+1の値と、時刻ｔの時間ステップ内の蓄電システム１０２の充放電量Ｐ1,t（充電時はＰ1,t＞０、放電時はＰ1,t＜０とする）の値を取得する。
【０１２０】
なお、機器モデル計算部２１２は、蓄電システム１０２の型番から、この型番向けの計算式（Ｆ1（），Ｇ1（）、図２の計算式２１２ｆ参照）を特定する（数７）。この計算式は、機器モデル計算部２１２の内部に保持されている。
【０１２１】
そして、機器モデル計算部２１２は、特定された計算式を用いてｓ1,t+1の値とＰ1,tの値とを計算する。
【０１２２】
【数７】
2011105070.tif 000009
【０１２３】
同様に、図６の場合、燃料電池１０３（機器ｎ＝２とする）は、制御パラメータｕ2,tのみを制御入力としている。
【０１２４】
そのため、システムモデル計算部２０２は、燃料電池１０３の型番と、時刻ｔにおける燃料電池１０３の状態ｓ2,tの値と、制御パラメータｕ2,tの値とを、機器モデル計算部２１２に渡す。
【０１２５】
そして、システムモデル計算部２０２は、機器モデル計算部２１２から、時刻（ｔ＋１）における、燃料電池１０３の状態ｓ2,t+1の値と、時刻ｔの時間ステップ内の燃料電池１０３のガス使用量Ｇ1,tの値と、発電量Ｐ2,t（発電時はＰ2,t＜０とする）の値と、熱回収量Ｈ1,tの値とを取得する。
【０１２６】
なお、機器モデル計算部２１２は、燃料電池１０３の型番から、この型番向けの計算式（Ｆ2（），Ｇ2（））を特定する（数８）。この計算式は、機器モデル計算部２１２の内部に保持されている。
【０１２７】
そして、機器モデル計算部２１２は、特定された計算式を用いてｓ2,t+1の値と、ガス使用量Ｇ1,tの値と、発電量Ｐ2,tの値と、熱回収量Ｈ1,tの値とを計算する。
【０１２８】
【数８】
2011105070.tif 000010
【０１２９】
同様に、図６の場合、ヒートポンプ１０４（機器ｎ＝３とする）は、制御パラメータｕ3,tのみを制御入力としている。
【０１３０】
そのため、システムモデル計算部２０２は、ヒートポンプ１０４の型番と、時刻ｔにおけるヒートポンプ１０４の状態ｓ3,tの値と、制御パラメータｕ3,tの値とを、機器モデル計算部２１２に渡す。
【０１３１】
そして、システムモデル計算部２０２は、機器モデル計算部２１２から、時刻（ｔ＋１）におけるヒートポンプ１０４の状態ｓ3,t+1の値と、時刻ｔの時間ステップ内のヒートポンプ１０４の消費電力量Ｐ3,t（Ｐ3,t≧０）の値と、熱回収量Ｈ2,tの値とを取得する。
【０１３２】
なお、機器モデル計算部２１２は、ヒートポンプ１０４の型番から、この型番向けの計算式（Ｆ3（），Ｇ3（））を特定する（数９）。この計算式は、機器モデル計算部２１２の内部に保持されている。そして、機器モデル計算部２１２は、特定された計算式を用いてｓ3,t+1の値と、消費電力量Ｐ3,tの値と、熱回収量Ｈ2,tの値とを計算する。
【０１３３】
【数９】
2011105070.tif 000011
【０１３４】
次に、システムモデル計算部２０２は、システム構成記憶部２１１から取得したシステム構成から、貯湯槽１０５（機器ｎ＝４とする）のエネルギ入力（エネルギ入力量）である、一次側温水の時刻ｔの時間ステップにおける熱量の値が（Ｈ1,t＋Ｈ2,t）で、エネルギ出力（エネルギ出力量）である、二次側温水の時刻ｔの時間ステップにおける熱量の値がＨ0,tであることがわかる。
【０１３５】
そして、システムモデル計算部２０２は、貯湯槽１０５の型番と、時刻ｔにおける貯湯槽１０５の状態ｓ4,tと、一次側温水の熱量（Ｈ1,t＋Ｈ2,t）の値と、二次側温水の熱量Ｈ0,tの値とを機器モデル計算部２１２に渡す。システムモデル計算部２０２は、機器モデル計算部２１２から、時刻（ｔ＋１）における貯湯槽１０５の状態ｓ4,t+1の値を取得する。
【０１３６】
なお、機器モデル計算部２１２は、貯湯槽１０５の型番から、この型番向けの計算式（Ｆ4（））を特定することにより（数１０）、ｓ4,t+1の値を計算する。この計算式は機器モデル計算部２１２の内部に保持されている。
【０１３７】
【数１０】
2011105070.tif 000012
【０１３８】
同様に、システムモデル計算部２０２は、システム構成記憶部２１１から取得したシステム構成から、電力メータ１２１（機器ｎ＝５とする）の、時刻ｔの時間ステップにおけるエネルギ出力量である電力量の値が（Ｐ0,t＋Ｐ1,t＋Ｐ2,t＋Ｐ3,t）であることがわかる。
【０１３９】
そして、システムモデル計算部２０２は、電力メータ１２１の種別と、電力量（Ｐ0,t＋Ｐ1,t＋Ｐ2,t＋Ｐ3,t）の値とを機器モデル計算部２１２に渡し、機器モデル計算部２１２から、時刻ｔの時間ステップにおける電力料金Ｌ５,tを取得する。
【０１４０】
なお、機器モデル計算部２１２は、電力メータ１２１の種別から、この型番向けの電気料金表（Ｌ５（））を特定して（数１１）、電力料金Ｌ５,tの値を計算する。この電器料金表は機器モデル計算部２１２の内部に保持されている。
【０１４１】
【数１１】
2011105070.tif 000013
【０１４２】
同様に、システムモデル計算部２０２は、システム構成記憶部２１１から取得したシステム構成から、ガスメータ１２２（機器ｎ＝６とする）の、時刻ｔの時間ステップにおけるエネルギ出力量であるガス消費量の値がＧ1,tであることがわかる。
【０１４３】
そして、システムモデル計算部２０２は、ガスメータ１２２の種別と、ガス消費量Ｇ1,tの値とを機器モデル計算部２１２に渡し、機器モデル計算部２１２から、時刻ｔの時間ステップにおけるガス料金Ｌ6,tを取得する。
【０１４４】
なお、機器モデル計算部２１２は、ガスメータ１２２の種別から、この型番向けのガス料金表（Ｌ6（））を特定して（数１２）、ガス料金Ｌ6,tの値を計算する。このガス料金表は機器モデル計算部２１２の内部に保持されている。
【０１４５】
【数１２】
2011105070.tif 000014
【０１４６】
システムモデル計算部２０２は、全ての機器に対する計算が完了すると、時刻（ｔ＋１）における機器ベクトルｓt+1（＝Ｆ（ｓt，ｕt，ｔ））と、時刻ｔの時間ステップ内においてシステム全体で発生するコストＰＣ（ｓt，ｕt，ｔ）である（Ｌ5,t＋Ｌ6,t）とを、需給計画部２００に返す。
【０１４７】
【数１３】
2011105070.tif 000015
【０１４８】
図８、図９、および、図１０のそれぞれは、図７の計画制御部２０４ｘの具体例（計画制御部２０４ｘ１、計画制御部２０４ｘ２、計画制御部２０４ｘ３）を示す図である。
【０１４９】
計画制御部２０４ｘは、例えば、図８、図９、および、図１０に示されるように、需給計画部２００（図２）を含む。
【０１５０】
また、計画制御部２０４ｘは、図８、および、図９に示されるように需給制御部２０４（図２）を、含んでもよい。
【０１５１】
また、計画制御部２０４ｘは、図８、および、図１０に示されるように、制御テーブル２０３を含んでもよい。
【０１５２】
また、図２においては、需給計画部２００、需給制御部２０４、および、制御テーブル２０３の３つの部分のそれぞれが表される一方で、３つの部分を含んだ全体である計画制御部２０４ｘが表されない。このように、需給制御装置１００においては、需給計画部２００等のそれぞれのみが存在し、全体である計画制御部２０４ｘは、表れなくてもよい。
【０１５３】
このように、計画制御部２０４ｘの細部については、当業者が選択可能である。計画制御部２０４ｘは、適切な多くの態様のうちの、何れの態様であってもよい。具体的には、例えば、細部は、当業者が容易に思い付く態様でもよいし、改良発明が適用された態様など、容易には思い付き難い態様でもよい。何れの態様の計画制御部２０４ｘについても、本発明が適用されている限り、単なる、計画制御部２０４ｘの一例である。
【０１５４】
そして、計画制御部２０４ｘ以外の他の部分についても、細部については、同様である。
【０１５５】
図１１は、機器モデル保持部２１２ｍを有する場合における需給制御装置１００を示す図である。
【０１５６】
図１２は、需要予測部２０１を有する場合における需給制御装置１００を示す図である。
【０１５７】
具体的には、例えば、需給制御装置１００は、機器モデル保持部２１２ｍ（図１１、図２）と、需要予測部２０１（図１２、図２）とのうちの、機器モデル保持部２１２ｍ（図１２参照）のみを含んでもよいし（図１１）、逆に、需要予測部２０１のみを含んでもよいし（図１２）、何れも含まなくてもよいし（図７参照）、両方を含んでもよい（図２）。
【０１５８】
なお、具体的には、例えば、需要予測部２０１のみが含まれ、機器モデル保持部２１２ｍが含まれないケース（図１２）では、次の通りでもよい。例えば、需給制御装置１００は、需給制御装置１００の外部に設けられた装置が有する、機器モデル保持部２１２ｍの機能と同様の機能（サーバ等）を用いて、上述の処理を行ってもよい。
【０１５９】
図１３は、需給制御装置１００の動作を示すフローチャートである。
【０１６０】
まず、エネルギ供給システム１に、追加のエネルギ機器（例えば、図７に示す追加機器１１Ｂ）が追加されることにより、システム構成入力部２１０にシステム構成情報２１０Ｉが入力（取得）される（Ｓ１）。
【０１６１】
Ｓ１において、入力されるシステム構成情報２１０Ｉは、追加のエネルギ機器に関する情報が含まれる。例えば、追加機器１１Ｂが貯湯槽１０５の場合、当該情報は、上述のｓ4,tにおける添え字「４」、または、この添え字「４」に対応する、貯湯槽１０５のアドレスおよびポート番号などが含まれる。なお、このように、図１３の説明では、一例として、貯湯槽１０５が追加されるケースも取り上げられるので注意されたい。
【０１６２】
次に、システムモデル計算部２０２が、入力されたシステム構成情報２１０Ｉにより、追加されたエネルギ機器の値（情報）を取得する（Ｓ２）。例えば、追加されたエネルギ機器が貯湯槽１０５の場合、システムモデル計算部２０２はｓ4,t等を取得する。
【０１６３】
次に、システムモデル計算部２０２は、追加されたエネルギ機器の値（情報）からエネルギ供給システム１において需給制御装置１００が制御対象とするエネルギ機器の制御パラメータを特定する（Ｓ３）。
【０１６４】
そして、計画制御部２０４ｘが、追加のエネルギ機器の情報（ｓ4,t等）から特定された制御パラメータにより、追加のエネルギ機器およびその他のエネルギ機器（燃料電池１０３、ヒートポンプ１０４など）を制御する（Ｓ４）。
【０１６５】
これにより、他のエネルギ機器の運転コストが高くなるのを防止でき、エネルギ機器が追加された場合においてもエネルギ供給システム１の運転コストを低減することができる。
【０１６６】
なお、Ｓ１（図１３）において、追加のエネルギ機器が受動的エネルギ機器（例えば、図７の受動的エネルギ機器１１ｂ、貯湯槽１０５）の場合、システム構成入力部２１０には、当該受動的エネルギ機器に接続された能動的エネルギ機器（能動的エネルギ機器１１ａ（燃料電池１０３等））を特定するシステム構成情報２１０Ｉが入力されてもよい。
【０１６７】
そして、Ｓ２において、システムモデル計算部２０２は、システム構成情報２１０Ｉから特定される能動的エネルギ機器（燃料電池１０３等）の値（例えば、熱量Ｈ1,t）と、システム構成情報２１０Ｉから特定される受動的エネルギ機器の値（貯湯槽１０５のｓ4,t）とを取得する。
【０１６８】
そして、Ｓ３において、システムモデル計算部は、取得した値を用いて計算を行い（例えば、計算式２１２ｆ、（数１０））、その計算結果（貯湯槽１０５のｓ4,t+1）から、制御対象のエネルギ機器（燃料電池１０３等）の制御パラメータ（ｕt-1）を特定してもよい（図１３では図略）。
【０１６９】
なお、Ｓ３において、システムモデル計算部２０２に代えて、機器モデル計算部２１２がこの計算（計算式２１２ｆ、（数１０））を行ってもよい。具体的には、機器モデル計算部２１２は、例えば、能動的エネルギ機器（燃料電池１０３等）の値（熱量Ｈ1,t）から算出される値Ｈ1,t＋Ｈ2,tにより、当該計算（計算式２１２ｆ、（数１０））を行ってもよい。
【０１７０】
なお、機器モデル計算部２１２は、計算式を記憶する機器モデル保持部２１２ｍから、当該計算式を取得してもよい。
【０１７１】
ここで、当該機器モデル保持部２１２ｍは、当該需給制御装置１００に設けられてもよいし（図２における機器モデル保持部２１２ｍを参照）、追加機器１１Ｂの製造会社のサーバなど、需給制御装置１００の外部に設けられてもよい。
【０１７２】
また、具体的には、機器モデル計算部２１２は、機器モデル保持部２１２ｍにより保持された、互いに異なる複数の種別（機器の種別）における複数の計算式（計算式２１２ｆ）が含まれるデータ（データ２１２ｆＡ）のうちから、入力されたシステム構成情報２１０Ｉにより特定される、追加のエネルギ機器の種別の計算式を取得してもよい。
【０１７３】
さらに、例えば、特定された当該制御パラメータ（例えば、燃料電池１０３の制御ベクトルｕt-1）が変化するに従って、前記能動的エネルギ機器（燃料電池１０３）の前記値（熱量Ｈ1,t）が変化してもよい。
【０１７４】
なお、制御パラメータは、例えば、受動的エネルギ機器の上記値（貯湯槽１０５のｓ4,t+1）から計算された値（コスト（ＰＣ）および受動的エネルギ機器よりも下流側のエネルギ機器の値など）により特定されてもよい。
【０１７５】
また、例えば、需給制御装置１００は、エネルギ機器の追加に際して、エネルギ供給システム１のユーザの、ウェブブラウザがインストールされたコンピュータ（ユーザＰＣ１００ａを参照）に接続されてもよい。
【０１７６】
そして、システム構成入力部２１０は、システム構成情報２１０Ｉが入力された場合に、入力されたシステム構成情報２１０Ｉにより特定されるエネルギ機器を示す表示物（図３および図４のアイコン１０３ａ参照）、および、当該エネルギ機器と、システム構成情報２１０Ｉにより特定される、当該エネルギ機器に接続されたエネルギ機器との間の接続を示す表示物（図４の接続線２１０ｄを参照）を、それぞれ、ウェブブラウザの表示領域２１０ｂｘに表示させてもよい。
【０１７７】
つまり、例えば、システム構成入力部２１０が、入力されたシステム構成情報２１０Ｉにより特定される、追加のエネルギ機器（追加機器１１Ｂ）の種別が、受動的エネルギ機器か否かを判定する。そして、追加のエネルギ機器が受動的エネルギ機器と判定された場合にのみ、当該判定結果を示す表示物（アイコン１０５ａ、接続線２１０ｄ）を表示させてもよい。
【０１７８】
ここで、例えば、表示される表示物は、この判定がされない場合に表示されるアイコン２１０ｃの色とは異なる色での、当該追加のエネルギ機器のアイコン１０３ａでもよい。また、アイコン２１０ｃの形とは異なる形のアイコン１０３ａなどでもよい。
【０１７９】
また、例えば、その表示物は、他の接続線（例えば、需給制御装置１００から伸びる制御信号線）の色とは異なる色での接続線２１０ｄなどでもよい。
【０１８０】
なお、この上述された、判定に基づいた表示物が表示されることにより、能動的エネルギ機器に対して、追加のエネルギ機器が接続されない場合における制御内容とは異なる、比較的予測し難い制御内容の制御がされることが示される。表示される表示物は、能動的エネルギ機器にそのような制御がされることを示すメッセージでもよい。
【０１８１】
そして、機器モデル計算部２１２は、受動的エネルギ機器（貯湯槽１０５）の製造者のサーバ（図略）に設けられた機器モデル保持部から、当該機器モデル保持部により保持される、当該受動的エネルギ機器の計算の計算式（計算式２１２ｆ）を取得してもよい。そして、取得された計算式により計算を行ってもよい。
【０１８２】
そして、システム構成入力部２１０は、受動的エネルギ機器の計算式が機器モデル計算部２１２により取得される場合にのみ、当該受動的エネルギ機器と、システム構成情報２１０Ｉにより特定される能動的エネルギ機器との間の接続を示す表示物（接続線２１０ｄ）を表示させてもよい。
【０１８３】
一方、受動的エネルギ機器の計算式が機器モデル計算部２１２により取得されない場合には、当該表示物（接続線２１０ｄ）を表示させなくてもよい。
【０１８４】
なお、例えば、受動的エネルギ機器の計算式が機器モデル計算部２１２により取得されない場合には、当該表示物（第１の表示物）は表示されない一方で、接続線２１０ｄの色とは異なる他の色の接続線などの、第２の表示物が表示されもよい。
【０１８５】
以上、説明したようにて、エネルギ機器が追加されたとしても、追加されたエネルギ機器に接続されるエネルギ機器等の、制御対象のエネルギ機器を適切に制御できる。
【０１８６】
図１４は、制御テーブル２０３ｔの１例を示す図である。図１４で示すように、制御テーブル２０３ｔは、各機器に設定すべき制御パラメータ（Ｕｔ）を、時刻（図１４の第１列）と、その時刻の時点でのエネルギの蓄積量（第２列の蓄電量、第３列の蓄熱量）と、機器の起動状態（第４列）とに対応付けて記憶する。
【０１８７】
（他の形態）
なお、本発明の他の形態として、以下の形態も挙げられる。
【０１８８】
図１５は、需給制御装置１００の動作のフローチャートである。
【０１８９】
需給制御装置１００は、新たに機器が追加されるまでは、既に設置されている機器間の入出力関係に基づいて、制御対象となるエネルギ機器の動作制御を行う（Ｓｆ１）。
【０１９０】
そして、需給制御装置１００は、機器が追加されたことを検知した場合（Ｓｆ２：Ｙｅｓ）、機器が追加された後の入出力関係を取得する（Ｓｆ３）。次に、需給制御装置１００は、機器が追加された後の入出力関係に基づいて制御対象となるエネルギ機器の制御パラメータを算出する（Ｓｆ４）。
【０１９１】
本態様によると、需給制御装置は、Ｓｆ２において新たな機器が追加されるにつれて、Ｓｆ３およびＳｆ４の処理を実行する。これにより、機器が追加される度に、追加される前の過去の入出力関係ではなく、追加された後の現在の入出力関係に応じた制御パラメータを算出するので、制御対象となるエネルギ機器の運転コストを低減することができる。また、専門知識を有する管理者が机上でモデルを再計算する手間を省くことができる。
【０１９２】
図１６は、図１５のＳｆ３からＳｆ４までの処理を具体的に示すフローチャートである。
【０１９３】
まず、需給制御装置１００は、エネルギ機器が追加された後の各機器間の入出力関係を特定するための情報（図２のシステム構成情報２１０Ｉ）を取得する（Ｓａ１）。
【０１９４】
次に、需給制御装置１００は、複数の制御内容（制御パラメータ）のうちから、取得された入出力関係に適する制御内容（制御パラメータ）を決定する（Ｓａ２）。この制御内容の決定の処理（Ｓａ２）方法については、図１７にて後述する。
【０１９５】
そして、需給制御装置１００は、決定された制御内容（決定された制御パラメータ）の計画値に従って制御対象のエネルギ機器を制御する。（Ｓａ３）  
【０１９６】
図１７は、図１６の制御内容の決定の処理（Ｓａ２）の具体的な動作の１例を示すフローチャートである。
【０１９７】
まず、需給制御装置１００は、仮の制御パラメータ（仮パラメータ）を作成する（Ｓｅ１）。
【０１９８】
次に、需給制御装置１００は、Ｓｅ１で作成された仮の制御パラメータを用いて制御対象のエネルギ機器が制御されたときのコストを計算する（Ｓｅ２、先述の数式３、数式５などを参照）。
【０１９９】
そして、需給制御装置１００は、計算されたコストを、適切なコストと判断した場合に（Ｓｅ３：Ｙｅｓ）、その仮の制御パラメータを適切な制御パラメータと決定する（Ｓｅ５）。
【０２００】
Ｓｅ３において、需給制御装置１００は、例えば、計算されたコストが、予め定められた閾値よりも小さい場合に（Ｓｅ３：Ｙｅｓ）、適切なコストであると判断する。一方、計算されたコストが、この閾値より大きい場合には（Ｓｅ３：Ｎｏ）、需給制御装置１００は、適切なコストでないと判断する。
【０２０１】
次に、Ｓｅ３において、適切なコストでないと判断された場合（Ｓｅ３：Ｎｏ）、仮の制御パラメータが、次の仮の制御パラメータに変更される（Ｓｅ４）。そして、変更後の仮の制御パラメータで、上述のＳｅ２以後の処理が行われる。
【０２０２】
なお、図１７のＳｅ４の処理は行われなくてもよい。この場合、需給制御装置１００は、Ｓｅ１において、複数の仮の制御パラメータを生成する。そして、Ｓｅ２において、生成されたそれぞれの制御パラメータでコストを計算する。次に、Ｓｅ３において、生成された複数の仮の制御パラメータのうちで、最も低いコストが計算された仮の制御パラメータを、適切な制御パラメータと決定する。
【０２０３】
なお、図１７において、仮の制御パラメータとは、例えば、上述された制御ベクトルｕtである。
【０２０４】
図１８は、本発明の他の形態に係るエネルギ供給システム１の構成例を示す図である。図１８において、需給制御装置１００と制御対象のエネルギ機器（例えば、ヒートポンプ１０４）とはホームエリアネットワーク１００Ｎを介して接続されている。
【０２０５】
需給制御装置１００は、入出力関係取得部１００１と、運転計画部１００２と、需給制御部１００３とを備える。そして、先述されたＳａ１、Ｓａ２、および、Ｓａ３の処理が、それぞれ、図１８における、入出力関係取得部１００１と、運転計画部１００２と、需給制御部１００３とにより行われる。
【０２０６】
なお、図１８の入出力関係取得部１００１は、図１のシステム構成入力部２１０の一部または全部を含んでも良い。
【０２０７】
なお、図１に示されるその他の機能ブロックについても、適宜、この例と同様である。
【０２０８】
図１９は、需給制御装置１００が、需給制御装置１００および各エネルギ機器を含む各機器間の入出力関係を取得するまでの処理を示すシーケンス図である。
【０２０９】
まず、追加されるエネルギ機器がエネルギ供給システム１に接続される（Ｓｂ０）。例えば、図１８の場合、燃料電池１０３が貯湯槽１０５および需給制御装置１００に接続されている（図１８に示される接続１００ｕ１、１００ｕ２を参照）。
【０２１０】
このとき、図１８に示すように、追加されるエネルギ機器（燃料電池１０３）が、住宅１００Ｈに設けられたネットワーク（図１８のホームエリアネットワーク１００Ｎ）に接続されてもよい（接続１０３ｙ）。
【０２１１】
次に、追加されたエネルギ機器（燃料電池１０３）が、当該ネットワークを介して、需給制御装置１００に、追加がされたことを示す情報を送信する（Ｓｂ１）。
【０２１２】
次に、需給制御装置１００は、送信された情報を受信する（Ｓｃ１）。そして、ユーザに各機器間の入出力関係を入力させるためのインタフェース（図３の画面２１０ｂｙなどを参照）を、外部のディスプレイへの表示する（Ｓｃ２）。このインタフェースを介して、各機器の入出力関係の情報が送信されることにより（Ｓｄ３）、需給制御装置１００は、エネルギ機器が追加された後の入出力関係を特定するための第１の情報１００ｉ（図１８）を取得する（Ｓｃ３）。
【０２１３】
この第１の情報１００ｉは、当該第１の情報１００ｉから、エネルギ機器（燃料電池１０３）が追加された後に行われるべき制御内容を特定するために必要な情報である。
【０２１４】
なお、第１の情報１００ｉの取得の処理（Ｓｃ３）は、上述の通りでなくてもよい。例えば、上述のユーザインタフェースを、需給制御装置１００の表示領域に表示させる制御が行われ（Ｓｃ２）、当該需給制御装置１００に対する操作１００ｕ３が受け付けられることにより、取得が行われてもよい。
【０２１５】
なお、入出力関係を特定するための情報を取得するために、必ずしも、Ｓｃ２〜Ｓｃ３およびＳｄ１〜Ｓｄ３の処理を行う必要はない。例えば、図１８において、需給制御装置１００は、各機器のネットワーク上のアドレス情報またはポート番号情報を用いて各機器の入出力関係を特定してもよい。この場合、追加されたエネルギ機器（例えば、燃料電池１０３）から、ホームエリアネットワーク１００Ｎを介して、各機器の入出力関係を特定するための第２の情報１０３Ｉ（図１８）を取得することにより、需給制御装置１００は、エネルギ機器が追加された後の各機器の入出力関係を特定するための情報を取得することができる。
【０２１６】
なお、本願明細書の一部または全部において、エネルギ機器とは、エネルギを扱う機器のことであり、以下のいずれかの機能を有する。（i）エネルギを発生（発電）する、（ii）エネルギが外部から供給される、（iii）エネルギを蓄積する（iv）エネルギを消費する、（v）エネルギを供給する。例えば、図１に示す太陽光発電システム１０１、蓄電システム１０２、燃料電池１０３、ヒートポンプ１０４、および貯湯槽１０５などに相当する。
【０２１７】
なお、エネルギ機器は、複数の制御パラメータの中から特定（探索）された制御パラメータにより制御されてもよい。
【０２１８】
なお、設けられたエネルギ機器は、図１等により示されるように、例えば、複数（蓄電システム１０２、燃料電池１０３、ヒートポンプ１０４など）でもよい。
【０２１９】
なお、それぞれのエネルギ機器が、他のエネルギ機器での値（エネルギ入出量等）から特定される制御パラメータにより制御されてもよい。
【０２２０】
なお、エネルギ供給システム１は、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）などのシステムでもよい。そして、需給制御装置１００は、例えば、ＨＥＭＳシステムを構成する制御装置の一部または全部であってもよい。
【０２２１】
なお、追加されるエネルギ機器は、１つであっても複数であってもよい。
【０２２２】
なお、図１８の需給制御装置１００は、具体的には、図２の需給制御装置１００と、一部または全部が同じでもよい。例えば、図１８の需給制御装置１００は、図２の需要予測部２０１を備えることにより、需要予測部２０１の処理に基づいた、より適切な動作をしてもよい。
【０２２３】
なお、需要予測部２０１は、例えば、消費電力などの情報を取得する取得部と、取得された情報から需要予測データを求める予測部とを含んでもよい。
【０２２４】
なお、本発明を、上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、次のようにされてもよい。
【０２２５】
例えば、入力されるシステム構成情報２１０Ｉ（図２）は、次の第１、第２の情報を含んでもよい。第１の情報は、追加がされる追加機器（の種別（型番など）、図７の追加機器１１Ｂ参照）を特定する情報である。そして、第２の情報は、当該追加機器が接続される接続先の機器を特定する情報である。
【０２２６】
具体的には、例えば、第１の情報は、入力部２１０ａ（図３）のキーボード（先述）に対する打鍵操作により指定された種別を、追加機器の種別として特定してもよい。
【０２２７】
また、例えば、具体的には、表示領域２１０ｂｘ（図３）上に表示されたカーソル２１０ｍ（図３）を、１つのアイコン２１０ｃの位置に移動させる、ユーザの操作がされてもよい。
【０２２８】
そして、第２の情報は、例えば、この操作により、カーソル２１０ｍが移動された位置のアイコン２１０ｃの機器を、接続先の機器として特定してもよい。
【０２２９】
なお、第２の情報は、タッチパネルである表示領域２１０ｂｘに、ユーザがタッチをした位置のアイコン２１０ｃの機器を特定してもよい。
【０２３０】
このように、需給制御装置１００は、例えば、制御パラメータ（例えば、制御ベクトルｕt-1）に従って動作する能動的エネルギ機器（能動的エネルギ機器１１ａ（図７）、燃料電池１０３（図１）などを参照）と、当該受動的エネルギ機器（受動的エネルギ機器１１ｂ、貯湯槽１０５参照）以外の他のエネルギ機器（能動的エネルギ機器１１ａ等）および需要側機器（需要側機器１１ｃ）から受動的にエネルギを入出力する受動的エネルギ機器とを有するエネルギ供給システム１に設けられる、能動的エネルギ機器の制御での制御パラメータを生成する需給制御装置１００であって、能動的エネルギ機器と受動的エネルギ機器とのエネルギ入出力関係（システム構成情報２１０Ｉ）を取得するシステム構成入力部２１０と、取得したエネルギ入出力関係から、各エネルギ機器のエネルギ入出力量を計算する順（例えば、貯湯槽１０５のエネルギ入出力量（Ｈ1,t＋Ｈ2,t）を計算する順序）を特定し、特定された、エネルギ入出力量を計算する順において（貯湯槽１０５のエネルギ入出力量の計算よりも）先に計算されるエネルギ機器（燃料電池１０３）のエネルギ入出力量（Ｈ1,t）から、受動的エネルギ機器（貯湯槽１０５）へのエネルギ入出力量の値（Ｈ1,t＋Ｈ2,tなど）を特定するシステムモデル計算部２０２と、特定した、エネルギ入出力量を計算する順に、能動的エネルギ機器（燃料電池１０３）への制御パラメータの計画値（例えば、燃料電池１０３のｕ2,t-1）と、特定した、受動的エネルギ機器（貯湯槽１０５）へのエネルギ入出力量の値（Ｈ1,t＋Ｈ2,t）とから、当該エネルギ供給システム１が有している各エネルギ機器（燃料電池１０３、貯湯槽１０５、その他）のエネルギ入出力量を計算する機器モデル計算部２１２と、能動的エネルギ機器への制御パラメータの計画値（能動的エネルギ機器１１ａの制御ベクトルｕt-1等）を生成し、生成した制御パラメータの計画値に基づいて、計算した、各エネルギ機器（燃料電池１０３、貯湯槽１０５、その他）のエネルギ入出力量が、所定のエネルギ入出力量（例えば、当該エネルギ入出力量から計算されるコストが最小のエネルギ入出力量）となる場合に、生成した、制御パラメータの計画値を、能動的エネルギ機器へ指令する（その計画値（制御パラメータ）での制御を行う）計画制御部２０４ｘとを備える需給制御装置である。
【０２３１】
ここで、需給制御装置１００では、より具体的には、例えば、それぞれの種別のエネルギ機器のエネルギ入出力量に関する関係式（計算式２１２ｆ）を保持する機器モデル計算部２１２をさらに備え（図１１、図２参照）、システム構成入力部２１０は、エネルギ供給システム１に、新たな種別のエネルギ機器（例えば、受動的エネルギ機器１１ｂ（貯湯槽１０５））が追加された場合に、追加されたエネルギ機器の種別と、追加後の各エネルギ機器間（例えば、貯湯槽１０５と燃料電池１０３間）のエネルギ入出力関係（システム構成情報２１０Ｉ）を取得し、機器モデル計算部２１２は、取得されるシステム構成情報２１０Ｉが、新たな種別のエネルギ機器（受動的エネルギ機器１１ｂ）が追加されていた情報である場合に、追加された前記種別のエネルギ機器のエネルギ入出力量に関する関係式を取得してもよい。
【０２３２】
また、当該需給制御装置１００では、さらに具体的には、例えば、エネルギ供給システム１は、蓄電部もしくは蓄熱部（エネルギ蓄積部）を備えるエネルギ機器（蓄電システム１０２、貯湯槽１０５）を有し、機器モデル計算部２１２は、注目している時刻（注目時刻ｔ）における、蓄電部もしくは蓄熱部（エネルギ蓄積部）を備えるエネルギ機器での蓄電量もしくは蓄熱量（エネルギ蓄積量）と、能動的エネルギ機器への制御パラメータの計画値、および、システムモデル計算部２０２が特定した、受動的エネルギ機器へのエネルギ入出力量の値から、注目している時刻から一定時刻ステップ後までのそれぞれの時刻における、蓄電量もしくは蓄熱量（エネルギ蓄積量）を計算してもよい。
【０２３３】
また、当該需給制御装置１００では、さらに具体的には、例えば、需給制御装置１００は、エネルギ供給システム１が供給する電気と熱とのどちらか一方ないしは両方の需要の時系列パターンを予測する需要予測部２０１をさらに有し（図１２、図２参照）、所定のエネルギ入出力量は、予測した時系列パターンで、当該エネルギ供給システム１がエネルギを供給した場合に、エネルギコストが最小になるエネルギ入出力量であり、計画制御部２０４ｘは、予測した時系列パターンでエネルギを供給した場合に、エネルギコストが最小となる制御パラメータの計画値を探索してもよい。
【０２３４】
また、当該需給制御装置１００では、さらに具体的には、例えば、能動的エネルギ機器は、ヒートポンプ（例えば、ヒートポンプ１０４）、燃料電池（例えば、燃料電池１０３）、蓄電池システム（例えば、蓄電システム１０２）のうちの何れか１つもしくは複数であり、受動的エネルギ機器は、貯湯槽（例えば、貯湯槽１０５）でもよい。
【０２３５】
また、当該需給制御装置１００は、具体的には、例えば、当該需給制御装置が設けられた建物（図１参照）における、電力と熱とのそれぞれ（エネルギ）の需要を示す需要予測データを取得する需要予測部２０１（図１２、図２参照）を備え、計画制御部２０４ｘは、取得された需要予測データを用いて、蓄電部（例えば、蓄電システム１０２）により蓄電された電力（エネルギ）の蓄電量（蓄積量）と、蓄熱部（例えば、貯湯槽１０５）により蓄熱された熱（エネルギ）の蓄熱量（蓄積量）とに対応する、当該蓄電量および当該蓄熱量と、当該計画値とから、前記機器モデル計算部により計算される、前記各エネルギ機器のエネルギ入出力量が、前記所定のエネルギ入出力量である計画値を計算する需給計画部２００と、蓄電量と蓄熱量との組をインデックスとして、当該蓄電量および当該蓄熱量に対応する、需給計画部２００により計算された計画値を記憶する制御テーブル２０３とを備え、能動的エネルギ機器は、蓄電量と蓄熱量とのそれぞれを蓄積もしくは供給する（エネルギの蓄積量を変化させる（制御する））エネルギ機器（例えば、エネルギ機器１０２ｘ（蓄電システム１０２および貯湯槽１０５の全体））のうちの少なくとも一部（貯湯槽１０５）であってもよい。
【０２３６】
なお、エネルギ機器１０２ｘは、例えば、具体的には、電力および熱（エネルギ）の蓄積量（蓄電量、蓄熱量（蓄積量））を、蓄電部の動作の制御などにより、それぞれ、変化させてもよい。つまり、例えば、蓄積量が制御されてもよい。
【０２３７】
そして、検知された蓄電量と、検知された蓄熱量との組に対して、制御テーブルにより対応付けて記憶された計画値で、需給制御部２０４等により制御がされてもよく、より具体的には、当該計画値が、時刻に対応付けて記憶され、対応付けられた時刻が、現在時刻であるときに、当該計画値での制御がされてもよい。
【０２３８】
こうして、追加機器１Ｂの追加の後に、制御対象のエネルギ機器に、追加の前の第１の制御と違う第２の制御（Ｓｆ４参照）がされて、確実に適切な制御ができる。
【０２３９】
なお、例えば、制御対象のエネルギ機器が第１の能動的エネルギ機器（例えばヒートポンプ１０４）である一方で、追加機器１１Ｂが、別の第２の能動的エネルギ機器（例えば燃料電池１０３）でもよい。一方で、追加機器１１Ｂが、受動的エネルギ機器（貯湯槽１０５）などでもよい。
【０２４０】
しかも、第２の制御（Ｓｆ４）として、追加機器１１Ｂが、入力される情報（Ｓｆ３）により特定されるエネルギ機器に接続されるときに十分に適切である制御がされ、追加の後にも十分適切な制御がされて、確実に、十分適切な制御ができる。しかも、例えば、入力される上述の情報により、追加機器１１Ｂのアドレスなどの、そのデータに基づいて第２の制御がされることにより、更に十分に適切な制御がされるデータが示され、更に適切な制御ができる。しかも、例えば、追加機器１１Ｂのアイコン（図３の１０３ａなど参照）として、他のアイコンの色、形などの外観等とは異なる外観等のアイコンが表示され、異なる外観等がユーザにより見られて、ユーザの操作が、比較的簡単な操作に維持できる。
【０２４１】
なお、上記の、需給制御装置１００のそれぞれの機能を実現するためのコンピュータプログラムが構築されてもよいし、そのコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体が構築されてもよいし、それぞれの機能を実現する集積回路が構築されてもよい。
【０２４２】
なお、本発明は、装置、システム、集積回路などとして実現できるだけでなく、（i）その装置等を構成する処理手段をステップとする方法、（ii）それらステップをコンピュータに実行させる、（iii）そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体、（iv）そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現することもできる。そして、それらプログラム、情報、データおよび信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【０２４３】
なお、本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２４４】
本発明に関わる需給制御装置１００は、システム構成入力部２１０と、システムモデル計算部２０２等を有し、建物のエネルギコストまたは環境コストの最小化に有用である。
【符号の説明】
【０２４５】
１００  需給制御装置
１００ｉ  情報
１０１  太陽光発電システム
１０２  蓄電システム
１０４  ヒートポンプ
１０５  貯湯槽
２００  需給計画部
２０１  需要予測部
２０２  システムモデル計算部
２０３  制御テーブル
２０４  需給制御部
２１０  システム構成入力部
２１１  システム構成記憶部
２１２  機器モデル計算部
１００１  入出力関係取得部
１００２  運転計画部
１００３  需給制御部
【図１】
2011105070.tif 000016
【図２】
2011105070.tif 000017
【図３】
2011105070.tif 000018
【図４】
2011105070.tif 000019
【図５】
2011105070.tif 000020
【図６】
2011105070.tif 000021
【図７】
2011105070.tif 000022
【図８】
2011105070.tif 000023
【図９】
2011105070.tif 000024
【図１０】
2011105070.tif 000025
【図１１】
2011105070.tif 000026
【図１２】
2011105070.tif 000027
【図１３】
2011105070.tif 000028
【図１４】
2011105070.tif 000029
【図１５】
2011105070.tif 000030
【図１６】
2011105070.tif 000031
【図１７】
2011105070.tif 000032
【図１８】
2011105070.tif 000033
【図１９】
2011105070.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月22日(2011.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機器を有する機器制御システムに設けられ、通信ネットワークを介して前記複数の機器の動作を制御する制御装置であって、
電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する取得部と、
取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測部と、
各機器の種別に応じた、エネルギの入出力量に関する関係式を保持する機器モデル保持部と、
前記機器制御システムに前記制御装置の制御対象となる機器が新たに追加された場合に、前記追加された機器の種別と当該機器が追加された後の各機器間のエネルギの入出力関係とを特定する情報を取得するシステム構成取得部と、
前記システム構成取得部で取得された前記情報に基づいて、前記機器モデル保持部から前記追加された機器の前記種別に対応する前記関係式を取得し、前記需要予測データと前記エネルギの入出力関係と前記取得した関係式とを用いて、前記追加された機器を含む、制御対象の各機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算部と、
算出された前記計画値を、前記制御対象の各機器へ送信する計画制御部と、を備える、
制御装置。
【請求項２】
前記システム構成取得部は、前記エネルギの入出力関係を入力する画面を外部に表示させ、
前記画面は、各機器を示すアイコンを有し、
追加された前記機器を示す前記アイコンは、当該追加された機器以外の他の機器とは異なる色、形状、または配線で示されており、
前記システム構成取得部は、当該画面上でユーザによって入力された前記情報を取得する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記制御装置は、
前記制御対象の機器の前記通信ネットワーク上のアドレス情報を保有することにより、各機器間の前記エネルギの入出力関係を特定し、
前記システム構成取得部は、前記追加された機器の前記アドレス情報を取得することにより、当該機器が追加された後の前記入出力関係を特定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記機器制御システムは、前記制御パラメータに従ってエネルギを生成、蓄積、または、供給する第１の機器と、他の機器から供給されたエネルギを入力および出力する第２の機器とを有し、
前記制御装置は、前記第１の機器を制御するための前記制御パラメータを生成し、
前記システム構成取得部は、前記エネルギの入出力関係として、前記第１の機器と前記第２の機器との間のエネルギの入出力関係を示す情報を取得し、
前記計算部は、システムモデル計算部と、機器モデル計算部とを含み、
前記システムモデル計算部は、前記システム構成取得部により取得した前記エネルギの入出力関係の情報から、制御対象の各機器に入力または出力させるエネルギ量を計算する順序を特定し、当該順序に従って、前記第２の機器へ入力または出力させるエネルギ量の値を特定し、
前記機器モデル計算部は、前記エネルギ量を計算する順序に従って、前記第１の機器を制御するための前記制御パラメータの計画値と、前記第２の機器に入力または出力させるエネルギ量の値とから、当該機器制御システムが有している各機器に入力または出力させるエネルギ量を計算し、
前記計画制御部は、前記第１の機器を制御するための前記制御パラメータの計画値を生成し、各機器に入力または出力させる前記エネルギ量が所定の値となる場合に、生成した前記計画値を前記第１の機器へ指令する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
前記機器制御システムは、蓄電部を備える蓄電装置を有し、
前記機器モデル計算部は、
注目している時刻における前記蓄電装置の蓄電量と、前記第１の機器を制御するための前記計画値と、前記第２の機器に入出力させるエネルギの値とから、前記注目している時刻から一定時間経過した後の時刻までの各時刻について前記蓄電装置の蓄電量を計算する
請求項５に記載の制御装置。
【請求項８】
前記機器制御システムは、蓄熱部を備える蓄熱装置を有し、
前記機器モデル計算部は、
注目している時刻における前記蓄熱装置の蓄熱量と、前記第１の機器を制御するための前記計画値と、前記システムモデル計算部が特定した、前記第２の機器に入出力させるエネルギの値とから、前記注目している時刻から一定時間経過した後の時刻までの各時刻について、前記蓄熱装置の蓄熱量を計算する
請求項５に記載の制御装置。
【請求項９】
前記需要予測部は、電気および熱のどちらか一方または両方の需要の時系列パターンとして前記需要予測データを生成し、
前記所定の値は、前記需要予測部が予測した前記時系列パターンで対象となる機器にエネルギを供給した場合に、エネルギコストが最小になるエネルギ入出力量であり、
前記計画制御部は、前記需要予測部が予測した前記時系列パターンでエネルギが供給された場合に、前記エネルギコストが最小となる前記制御パラメータの計画値を探索する
請求項７または８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記第１の機器は、ヒートポンプ、燃料電池、および蓄電装置のうちの何れか１つもしくは複数であり、
前記第２の機器は、貯湯槽である、
請求項７から９の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記計画制御部は、
前記需要予測部により取得された前記需要予測データを用いて、
蓄電装置により蓄電された蓄電量と、蓄熱装置により蓄熱された蓄熱量と、前記計画値とから、各機器のエネルギの入出力量が、所定の値となるように前記計画値を計算する需給計画部と、
前記蓄電量と前記蓄熱量との組をインデックスとして、当該蓄電量および当該蓄熱量に対応付けて前記計画値を記憶する制御テーブルとを備える、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記システム構成取得部は、前記機器制御システムに新たな機器が追加される際に、当該追加される機器のアドレスを含むシステム構成情報を入力し、
前記システムモデル計算部は、入力された前記システム構成情報に含まれる前記アドレスにより、前記追加の機器の動作状態を示す値を取得し、
前記計画制御部は、前記システム構成情報が入力された場合には、前記追加の機器の前記動作状態を示す前記値から特定される制御パラメータにより、前記追加の機器以外の他の前記機器の制御を行う
請求項１に記載の制御装置。
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
前記機器制御システムに新たな機器が追加された後に当該追加された機器の前記動作状態を示す前記値が変化すると、前記制御パラメータが変化する
請求項１２に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記第２の機器の追加に際して、ウェブブラウザがインストールされたコンピュータに接続され、
前記システム構成取得部は、前記システム構成情報が入力された場合に、入力された前記システム構成情報により前記アドレスが特定される前記第２の機器を示す表示物、および、当該第２の機器と、前記システム構成情報により特定される前記第１の機器との間の接続を示す表示物を、それぞれ、前記ウェブブラウザの表示領域に表示させる
請求項１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
複数の機器を有する機器制御システムに設けられ、通信ネットワークを介して前記複数の機器の動作を制御する制御装置によって実行される制御方法であって、
前記制御装置は、
各機器の種別に応じた、エネルギの入出力量に関する関係式を保持する機器モデル保持部を備え、
前記制御方法は、
電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する第１の取得ステップと、
取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測ステップと、
前記機器制御システムに前記制御装置の制御対象となる新たな機器が追加された場合に、当該追加された機器の種別と前記機器が追加された後の各機器間のエネルギの入出力関係とを特定する情報を取得する第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで取得された前記情報に基づいて、前記機器モデル保持部から前記追加された機器の前記種別に対応する前記関係式を取得し、前記需要予測データと前記エネルギの入出力関係と前記取得した関係式とを用いて、前記追加された機器を含む、制御対象の各機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算ステップと、
算出された前記計画値を、前記制御対象の各機器へ送信する計画制御ステップと、を含む、
制御方法。
【請求項１８】
複数の機器を有する機器制御システムに設けられ、通信ネットワークを介して前記複数の機器の動作を制御する制御装置が備えるコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記制御装置は、
各機器の種別に応じた、エネルギの入出力量に関する関係式を保持する機器モデル保持部を備え、
前記プログラムは、
電力を利用して動作する機器で消費された消費電力と、熱を利用して動作する機器で消費された消費熱量とを取得する第１の取得ステップと、
取得された前記消費電力と前記消費熱量とを用いて、電力および熱量の各々に関する需要予測データを求める予測ステップと、
前記機器制御システムに前記制御装置の制御対象となる新たな機器が追加された場合に、当該追加された機器の種別と前記機器が追加された後の各機器間のエネルギの入出力関係とを特定する情報を取得する第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップで取得された前記情報に基づいて、前記機器モデル保持部から前記追加された機器の前記種別に対応する前記関係式を取得し、前記需要予測データと前記エネルギの入出力関係と前記取得した関係式とを用いて、前記追加された機器を含む、制御対象の各機器の動作を制御するための制御パラメータの計画値を計算する計算ステップと、
算出された前記計画値を、前記制御対象の各機器へ送信する計画制御ステップとを前記コンピュータに実行させるための、非一時的な、前記コンピュータで読み取り可能である記録媒体に記録された、
プログラム。
【国際調査報告】
2011105070.tif 000035
2011105070.tif 000036